JP2020503543A - Ghost image removal of DOE using Fourier optical method - Google Patents

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Abstract

ＤＯＥを有するシースルー画像表示システムは、ＤＯＥ表面の鋸歯形状の量子化のために、望ましくない光またはいわゆるゴースト画像を有することが多い。本発明はゴースト像を除去する方法を提供する。【選択図】図１１See-through image display systems with DOE often have undesirable light or so-called ghost images due to the quantization of the sawtooth shape of the DOE surface. The present invention provides a method for removing a ghost image. [Selection diagram] FIG.

Description

［関連する出願］
本出願は、２０１６年１２月１５日に出願され米国仮特許出願第６２／４９８，１４４号の優先日を主張する非仮出願である。本出願及び米国仮特許出願第６２／４９８，１４０は、２０１３年６月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／９５７，２５８の非仮出願で２０１４年６月２７日に出願された特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０００１５３の一部継続出願（ＣＩＰ）である。 [Related application]
This application is a non-provisional application filed December 15, 2016, claiming priority date of US Provisional Patent Application No. 62 / 498,144. This application and U.S. Provisional Patent Application No. 62 / 498,140 were filed on June 27, 2014 as a non-provisional application of U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 957,258 filed on June 27, 2013. It is a continuation-in-part (CIP) of patent application PCT / US2014 / 000153.

本発明は、高解像度で広い視野を有するシースルーディスプレイを可能にする回折光学素子に画像を投影するためのディスプレイシステムに関する。より具体的には、本発明は、非常に小さいフォームファクタを有するウェアラブルディスプレイに適したディスプレイに関する。   The present invention relates to a display system for projecting an image on a diffractive optical element enabling a see-through display with a high resolution and a wide field of view. More specifically, the present invention relates to displays suitable for wearable displays having a very small form factor.

スマートフォンが市場で広く受け入れられてから、ウェアラブルディスプレイが近年注目を集めている。ウェアラブルディスプレイは、通常の視界と同じ距離で画像を表示するだけでなく、ハンズフリー操作を提供する。ウェアラブルディスプレイには大きなニーズがある。しかし、これまでは、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、眼鏡型ディスプレイなどのニアアイディスプレイは、しばしば重すぎる、大きすぎる、暗すぎる、低解像度、透過性が悪く、高価で、小さいサイズの画像しか見えなかったため、必ずしも視聴者を満足させるものではなかった。明るく、小さく、明るく、高解像度で、透過性が良く、ステルスで、安価で、大きなサイズの画像が必要とされている。本発明は、これらの必要性の全てを満たす新しい表示システムを提供する。   Since smartphones have gained wide acceptance in the market, wearable displays have attracted attention in recent years. Wearable displays not only display images at the same distance as normal field of view, but also provide hands-free operation. There is a great need for wearable displays. However, until now, near-eye displays, such as head-mounted displays, heads-up displays, and eyeglass displays, are often too heavy, too large, too dark, have low resolution, poor transparency, are expensive, and have only small-sized images. Because it was not visible, it did not always satisfy the audience. There is a need for bright, small, bright, high-resolution, well-transmitted, stealth, inexpensive, and large-sized images. The present invention provides a new display system that meets all of these needs.

図１及び図１Ａに示すように、Kasaiらは、米国特許第７４６０２８６号明細書（特許文献１）において、ホログラフィック光学素子を用いてシースルー機能を実現する眼鏡型ディスプレイシステムを開示している。この表示システムは、表示装置から法線方向、より具体的にはＬＣＤディスプレイの表面に対して垂直方向に画像を投影し、画像を含む投影光は光導波路に導かれ、観察者の眼に向かって反射される。導波路のため、視野と解像度は非常に限られている。   As shown in FIGS. 1 and 1A, Kasai et al. In U.S. Pat. No. 7,460,286 discloses a spectacle-type display system that realizes a see-through function using holographic optical elements. The display system projects an image from the display device in a normal direction, more specifically, a direction perpendicular to the surface of the LCD display, and the projection light containing the image is guided to an optical waveguide and directed toward an observer's eyes. Reflected. Due to the waveguide, the field of view and the resolution are very limited.

図２と図２Ａに示すように、Ｍｕｋａｗａらは、ＳＩＤ ２００８ ＤｉｇｅｓｔのＩＳＳＮ／００８−０９６６Ｘ／０８／３９０１−００８９”Ａ Ｆｕｌｌ Ｃｏｌｏｒ Ｅｙｅｗｅａｒ Ｄｉｓｐｌａｙ ｕｓｉｎｇ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｌａｎａｒ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ”（非特許文献１）において、２枚のホログラフィック光学素子のプレートを通してシースルー機能を実現するメガネタイプのディスプレイシステムを開示している。このシステムはまた、解像度および視野を制限する導波路を使用する。   As shown in FIGS. 2 and 2A, Mukakawa et al., In SID 2008 Digest, ISSN / 008-0966X / 08 / 3901-0089 "A Full Color Eyewear Display Usage Holographic Planar Waveguides, Non-Patent Documents, 2 Non-Patent Documents". Discloses a glasses-type display system that realizes a see-through function through a plate of a holographic optical element. This system also uses waveguides that limit resolution and field of view.

図３に示すように、Ｌｅｖｏｌａは、ＳＩＤ ２００６ Ｄｉｇｅｓｔ，ＩＳＳＮ０００６−６４・ＳＩＤ０６ＤＩＧＥＳＴ０９６６Ｘ／０６／３７０１−００６４，”Ｎｏｖｅｌ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｎｅａｒ ｔｏ Ｅｙｅ Ｄｉｓｐｌａｙｓ”（非特許文献２）において、ＬＣＤ装置を２つの眼の中央に配置する別の実施態様を開示している。しかし、それはフォームファクタを拡大する大きな突出スペースを必要とする。上記３種類のディスプレイは、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）または回折光学素子（ＤＯＥ）のいずれかを使用しており、これらの全ては、大きな色収差、色のクロストーク、大きな像面湾曲収差および歪曲収差のいくつかの基本的な困難を有する。Ｍｕｋａｗａらは、複数導波路を用いて色のクロストークを低減する方法を説明したが、これはシステムをより重く、より厚くし、光の利用効率を低下させる。Ｋａｓａｉらは、他の収差は残っておりＦＯＢ（視野）はこれらの収差が目立たないように小さくなければならないが、光利用の効率を改善するための単一のＨＯＥを使用した。本発明はこれらの問題がどのように除去されるかを示す。   As shown in FIG. 3, Levola discloses SID 2006 Digest, ISSN0006-64 and SID06DIGEST0966X / 06 / 3701-0064, "Novel Differential Optical Components for Near-to-LCD" and "Non-Patent Document 2 for Non-Patent Documents". Another embodiment is disclosed for placement in the center of the eye. However, it requires a large projecting space which increases the form factor. The above three types of displays use either holographic optical elements (HOE) or diffractive optical elements (DOE), all of which have large chromatic aberration, color crosstalk, large field curvature aberration and distortion. Having some basic difficulties of aberrations. Describe how to reduce color crosstalk using multiple waveguides, which makes the system heavier and thicker and reduces light utilization efficiency. Used a single HOE to improve the efficiency of light utilization, while other aberrations remained and the FOB (field of view) had to be small so that these aberrations were not noticeable. The present invention shows how these problems are eliminated.

図４および図４Ａに示すように、Ｌｉらは、米国特許第７３６９３１７号明細書（特許文献２）に、眼鏡に取り付け可能な小型ディスプレイおよびカメラモジュールを開示した。これはまた、厚いＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）を必要とし、ＦＯＢ（視野）はかなり小さく、これはステルスではなく、ディスプレイの存在は非常に明白である。   As shown in FIGS. 4 and 4A, Li et al. In U.S. Pat. No. 7,369,317 (Patent Document 2) disclosed a small display and a camera module that can be attached to eyeglasses. This also requires a thick PBS (polarizing beam splitter), the FOB (field of view) is quite small, this is not stealth and the presence of the display is very obvious.

米国特許第７４６０２８６号明細書U.S. Pat. No. 7,460,286 米国特許第７３６９３１７号明細書U.S. Pat. No. 7,369,317

Ｍｕｋａｗａ ｅｔ ａｌ．，ＳＩＤ ２００８ Ｄｉｇｅｓｔ，ＩＳＳＮ／００８−０９６６Ｘ／０８／３９０１−００８９，”Ａ Ｆｕｌｌ Ｃｏｌｏｒ Ｅｙｅｗｅａｒ Ｄｉｓｐｌａｙ ｕｓｉｎｇ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｌａｎａｒ”Mukawa et al. , SID 2008 Digest, ISSN / 008-0966X / 08 / 3901-0089, "A Full Color Eyewear Display using Holographic Planar". Ｌｅｖｏｌａ，ＳＩＤ ２００６ Ｄｉｇｅｓｔ，ＩＳＳＮ０００６−６４・ＳＩＤ０６ＤＩＧＥＳＴ０９６６Ｘ／０６／３７０１−００６４，”Ｎｏｖｅｌ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｎｅａｒ ｔｏ Ｅｙｅ Ｄｉｓｐｌａｙｓ”Levola, SID 2006 Digest, ISSN0006-64 · SID06DIGEST0966X / 06 / 3701-0064, "Novel Differential Optical Components for Near to Displays."

図１および図２のような例は、ホログラムおよび導波管を使用してシースルー画像を備えたウェアラブルディスプレイが可能であることを公に実証することに成功した。しかしながら、正確なホログラムを作成することは、光ビームの正確な位置合わせおよび厳しい精度での光学素子の設定を必要とする容易な作業ではなく、同じ結果を一貫して繰り返すことは容易ではない。一方、デジタルパターニング技術において非常に再現性のある方法で半導体ツールによって製造することができるＤＯＥ（回折光学素子）を利用する新しい方法が普及している。回折光学素子のパターンをデジタル化することは、量子化の周波数とＤＯＥの周波数が必ずしも同じではなく、その差が「ゴースト像」を作り出すので、不要なゴースト像を作り出すことが多い。本発明は、ＤＯＥからもたらされる「ゴーストイメージ」を排除するためのいくつかの方法を示す。   Examples such as FIGS. 1 and 2 have successfully demonstrated that a wearable display with see-through images is possible using holograms and waveguides. However, creating an accurate hologram is not an easy task that requires accurate alignment of the light beam and setting of the optical element with strict accuracy, and it is not easy to consistently repeat the same result. On the other hand, in digital patterning technology, new methods utilizing DOEs (Diffractive Optical Elements), which can be manufactured by semiconductor tools in a very reproducible manner, have become widespread. Digitizing the pattern of the diffractive optical element often produces an unnecessary ghost image because the quantization frequency and the DOE frequency are not always the same, and the difference creates a “ghost image”. The present invention shows several ways to eliminate "ghost images" resulting from DOE.

本発明の目的は、意図された画像および見えない他の高次ピークを除いてフーリエ伝達関数がゼロに近いＤＯＥを使用してシースルーディスプレイを作成することである。   It is an object of the present invention to create a see-through display using a DOE whose Fourier transfer function is close to zero except for the intended image and other higher order peaks that are not visible.

図１１は、本発明の実施形態の一例を示す図である。焦点の合った画像を作成するには、反射光が正しい位置に集束するように、Ｃｏｄｅ−ＶやＺｅｍａｘなどの光学設計ツールを使用して位相シフト関数を設計する必要がある。次に、２＊ｐｉごとに関数をスライスすると、鋸波としての関数、スライスされた位相シフト関数を生成する。特定のツールで正確な形状を作ることは可能であるが、それは典型的な半導体製造工場には一般的ではない非常に特殊なツールを必要とする。この場合、一般的な半導体製造工場が一般的なツールで処理できるように、量子化方法がしばしば使用さる。しかしながら、この量子化は観察者の視野角内に不必要なフーリエピークを生成する。次に、位相シフト関数は、フーリエ伝達関数がほぼゼロになるように、ランダム化された位相加算または位相シフト関数を歪ませることを含む特定の方法で負の位相を加えることによって修正されなければならない。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the embodiment of the present invention. In order to create a focused image, it is necessary to design a phase shift function using an optical design tool such as Code-V or Zemax so that the reflected light is focused on a correct position. Next, when the function is sliced every 2 * pi, a function as a sawtooth wave and a sliced phase shift function are generated. While it is possible to create precise shapes with a particular tool, it requires very specialized tools that are not common in typical semiconductor manufacturing plants. In this case, a quantization method is often used so that a general semiconductor manufacturing plant can process with a general tool. However, this quantization creates unwanted Fourier peaks within the viewing angle of the observer. Next, the phase shift function must be modified by adding a negative phase in a particular way, including randomized phase addition or distorting the phase shift function, such that the Fourier transfer function is near zero. No.

米国特許第７，４６０，２８６号明細書に関連した彼の公開された技術報告においてＫａｓａｉによって示された従来技術の画像表示システムの断面図である。1 is a cross-sectional view of a prior art image display system shown by Kasai in his published technical report related to US Pat. No. 7,460,286. シースルー能力をうまく実証した実際のサンプルの写真である。これはシースルーディスプレイの可能性を実証するのに非常に成功したが、それは十分な視野角または解像度を提供しない。It is a photograph of an actual sample that has successfully demonstrated see-through capability. While this has been very successful in demonstrating the potential of see-through displays, it does not provide sufficient viewing angle or resolution. ＭｕｋａｗａらのＳＩＤ ２００８ Ｄｉｇｅｓｔ，ＩＳＳＮ／００８−０９６６Ｘ／０８／３９０１−００８９，”Ａ Ｆｕｌｌ Ｃｏｌｏｒ Ｅｙｅｗｅａｒ Ｄｉｓｐｌａｙ ｕｓｉｎｇ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｌａｎａｒ”の形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the form of Mukakawa et al., SID 2008 Digest, ISSN / 008-0966X / 08 / 3901-0089, “A Full Color Eyewear Display Using Holographic Planar”. ウェアラブルディスプレイのサンプルは、シースルー機能を実証したものである。しかしながら、より高い解像度およびより広い視野角が必要とされている。The wearable display sample demonstrates the see-through function. However, higher resolution and wider viewing angles are needed. 従来技術の別の例であり、ＬｅｖｏｌａらのＳＩＤ ２００６ Ｄｉｇｅｓｔ，ＩＳＳＮ０００６−６４・ＳＩＤ０６ＤＩＧＥＳＴ０９６６Ｘ／０６／３７０１−００６４，”Ｎｏｖｅｌ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｎｅａｒ ｔｏ Ｅｙｅ Ｄｉｓｐｌａｙｓ”に開示の形態を示す図である。このディスプレイはサンプルを示していない。Another example of the prior art is the disclosure of the SID 2006 Digest, ISSN0006-64.SID06DIGEST0966X / 06 / 3701-0064, "Novel Diffractive Optical Components for Near to Layers" by Levola et al. This display does not show any samples. 米国特許第７４６０２８６号明細書に記載されているディスプレイとカメラの両方を有するシースルー機能を有するウェアラブルディスプレイの別の従来技術を示す。Fig. 3 shows another prior art of a wearable display having a see-through function having both a display and a camera described in U.S. Patent No. 7,460,286. は、同様の構成の光学系を用いた例である。しかし、視野角の大きさは十分に大きくない。Is an example using an optical system having a similar configuration. However, the size of the viewing angle is not large enough. 本発明のすべての光学系および電子機器を埋め込むのに十分に大きいテンプルを有する眼鏡の例であり、そのためディスプレイの存在は目立たない。FIG. 4 is an example of eyeglasses having a temple large enough to embed all the optics and electronics of the present invention, so that the presence of the display is inconspicuous. 本発明のすべての光学系および電子機器を埋め込むのに十分に大きいテンプルを有する眼鏡の例であり、そのためディスプレイの存在は目立たない。FIG. 4 is an example of eyeglasses having a temple large enough to embed all the optics and electronics of the present invention, so that the presence of the display is not noticeable. シースルーレンズ（７０２）としてＤＯＥを使用する本発明の一例である。It is an example of the present invention using a DOE as the see-through lens (702). ＤＯＥ（８０２）による反射後のディスプレイから目への光路を示す。Fig. 4 shows the optical path from the display to the eye after reflection by DOE (802). 補助現実ディスプレイとしての高解像度シースルーメガネディスプレイおよびその光学構造の一例を示す。ＤＯＥ（９０２）はシースルーレンズを提供する。1 shows an example of a high-resolution see-through glasses display as an augmented reality display and its optical structure. DOE (902) provides a see-through lens. 光路の例を図１０に示す。FIG. 10 shows an example of the optical path. ゴースト画像を除去するためにＤＯＥを作成するための手順を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a procedure for creating a DOE for removing a ghost image. 投影光を眼に向けて反射する位相関数の構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a phase function that reflects projection light toward an eye. 図１３は、位相関数をスライスされた位相関数に変換するプロセスを示し、そのパターンは半導体プロセスによってウェハ上に作られる。FIG. 13 shows a process for converting a phase function into a sliced phase function, the pattern of which is created on a wafer by a semiconductor process. スライスされた位相関数の構造および光の反射方向を示す。１４０４とマークされた距離は、ＤＥＯの鋸歯のピッチである。3 shows the structure of a sliced phase function and the direction of light reflection. The distance marked 1404 is the pitch of the DEO sawtooth. 量子化ピッチ「ｑ」１５０７および１５０９を示し、これは、ＤＯＥの鋸歯のピッチに対する必ずしも整数の比ではない。この非整数比は、サイクルの長期間及び低い周波数を生成し、短い空間周波数に変換される（長さと空間周波数は反比例する）。この短い空間周波数は、主画像から小さな角度で反射するため、いわゆる「ゴースト画像」を生成する。Shown is the quantization pitch "q" 1507 and 1509, which is not necessarily an integer ratio to the DOE sawtooth pitch. This fractional ratio produces a long and low frequency of the cycle, which translates into a short spatial frequency (length and spatial frequency are inversely proportional). This short spatial frequency reflects at a small angle from the main image, thus producing a so-called "ghost image". 量子化スライス位相関数のフーリエ伝達関数を示しており、主画像を形成する「１」としてマークされた主ピークに近い多くのピークを含む。Fig. 4 shows the Fourier transfer function of the quantized slice phase function, which includes many peaks near the main peak marked as "1" forming the main image. フーリエ伝達関数のピークに対応する多くの光スポットを示す実験結果を示し、そのピークは測定されたスポットとよく一致したことを示す図である。FIG. 4 shows experimental results showing many light spots corresponding to the peaks of the Fourier transfer function, showing that the peaks were in good agreement with the measured spots. 第２のピーク（１８０２および１８０４）を有する主画像（１８０１および１８０３）に近い望ましくないスポットまたは「ゴースト画像」（これは人間の目には見えないほど十分に遠い）を除去する、本発明の一例を示す。The present invention eliminates unwanted spots or "ghost images" near the main image (1801 and 1803) with second peaks (1802 and 1804), which are far enough to be invisible to the human eye. An example is shown. 位相の総和がゼロに近い上記のテストに使用された位相関数を示す。Fig. 9 shows the phase function used in the above test where the sum of the phases is close to zero.

本発明の目的は、視野像から外れている意図された画像および他の高次ピークを除いてフーリエ伝達関数がゼロに近いＤＯＥを使用してシースルーディスプレイを作成することである。   It is an object of the present invention to create a see-through display using a DOE whose Fourier transfer function is close to zero except for the intended image and other higher order peaks that are out of view.

図１１は、本発明の実施形態の一例を示す図である。焦点の合った画像を作成するには、反射光が正しい位置に集束するように、Ｃｏｄｅ−ＶやＺｅｍａｘなどの光学設計ツールを使用して位相シフト関数を設計する必要がある。次に、２＊ｐｉごとに関数をスライスすると、鋸波としての関数、スライスされた位相シフト関数を生成する。特定のツールで正確な形状を作ることは可能であるが、それは典型的な半導体製造工場には一般的ではない非常に特殊なツールを必要とする。この場合、一般的な半導体製造工場が一般的なツールで処理できるように、量子化方法がしばしば使用される。しかしながら、この量子化は、図１６（計算されたフーリエ変換）および図１７（実際の実験結果）に示される例のように、観察者の視野角内に不要なフーリエピークを生成する。次に、位相シフト関数はフーリエ伝達関数がほぼゼロになるように、ランダム化された位相加算を一定ある方法で負の位相を加算するか、または位相シフト関数を修正することによって修正しなければならない。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the embodiment of the present invention. In order to create a focused image, it is necessary to design a phase shift function using an optical design tool such as Code-V or Zemax so that the reflected light is focused on a correct position. Next, when the function is sliced every 2 * pi, a function as a sawtooth wave and a sliced phase shift function are generated. While it is possible to create precise shapes with a particular tool, it requires very specialized tools that are not common in typical semiconductor manufacturing plants. In this case, a quantization method is often used so that a general semiconductor manufacturing plant can be processed by a general tool. However, this quantization produces unwanted Fourier peaks within the viewing angle of the observer, as in the examples shown in FIG. 16 (calculated Fourier transform) and FIG. 17 (actual experimental results). Next, the phase shift function must modify the randomized phase addition by adding a negative phase in some way or by modifying the phase shift function so that the Fourier transfer function is near zero. No.

負のフーリエ伝達関数の追加は、以下のステップとして行うことができる。
１）ＤＯＥに画像を投影するためのレンズとミラーを含む光学系を設計する。
２）図１１のステップに従って、量子化位相シフト関数のフーリエ伝達関数を図１６のように得る。
２）どのピークが視野角内で望ましくないピークであるかを識別する。
３）望ましくないピークを抽出し、抽出されたピークのフーリエ逆伝達を適用し、この逆伝達関数を元の位相シフト関数に加え、望ましくないピークが消えるまでプロセスを再計算する。 Adding the negative Fourier transfer function can be performed as the following steps.
1) Design an optical system including a lens and a mirror for projecting an image on the DOE.
2) According to the steps in FIG. 11, a Fourier transfer function of the quantized phase shift function is obtained as shown in FIG.
2) Identify which peak is the unwanted peak within the viewing angle.
3) Extract the undesired peaks, apply Fourier inverse transfer of the extracted peaks, add this inverse transfer function to the original phase shift function and recalculate the process until the undesired peaks disappear.

実施形態の別の例は、望ましくないピークがノイズに希釈されるように位相シフト関数をランダム化することである。図１４において「ｐ」としてマークされたピッチは、ゴーストピークを排除するためにランダム化することができる。平均値がゼロの正規分布を使用してＰ’＝Ｐ＋（乱数）を計算する。標準分散は、たとえばＰの約１０％である。このランダム化は、望ましくないゴースト画像のピークを減らすことになる。   Another example of an embodiment is to randomize the phase shift function so that unwanted peaks are diluted into noise. The pitch marked as “p” in FIG. 14 can be randomized to eliminate ghost peaks. P ′ = P + (random number) is calculated using a normal distribution with an average value of zero. The standard variance is, for example, about 10% of P. This randomization will reduce unwanted ghost image peaks.

他の実施形態は、図１８（フーリエ伝達分布）および図１９（等高線で示された位相シフト関数）に示されるように元の光学系の設計を修正することである。フーリエ変換（図１８）は望ましくないピークをほとんど有さない。   Another embodiment is to modify the original optical system design as shown in FIG. 18 (Fourier transfer distribution) and FIG. 19 (phase shift function shown by contour lines). The Fourier transform (FIG. 18) has few undesirable peaks.

本発明を特定の好ましい実施形態および代替実施形態に関して説明してきたが、本出願を読めば当業者には多くの追加の変形形態および修正形態が明らかになるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなすべての変形形態および修正形態を含むように、先行技術に鑑みてできるだけ広く解釈されることを意図している。   Although the invention has been described with respect to certain preferred and alternative embodiments, many additional variations and modifications will become apparent to those skilled in the art upon reading the present application. It is therefore intended that the appended claims be construed as broadly as possible in view of the prior art to include all such variations and modifications.

Claims (8)

ＬＣＤ、ＬＣＯＳ、マイクロミラー、マイクロシャッター、ＯＬＥＤおよびレーザービームスキャナーの群から選択されたディスプレイデバイスと、
前記ディスプレイデバイスを駆動するための回路と、
レーザー、ＬＥＤおよびＯＬＥＤから選択された群からの発光装置を有する光源と、
眼鏡レンズおよびテンプルと、
眼鏡に取り付けられる回折光学素子（ＤＯＥ）を使用するシースルー光学素子と、
を備えるシースルーディスプレイシステムであって、
前記ＤＯＥの表面形状のフーリエ変換のスペクトルのピークが意図された画像のピークを除いて視野角内でゼロに近いシースルーディスプレイシステム。 A display device selected from the group of LCD, LCOS, micro mirror, micro shutter, OLED and laser beam scanner;
A circuit for driving the display device;
A light source having a light emitting device from a group selected from a laser, an LED and an OLED;
Eyeglass lenses and temples,
A see-through optical element using a diffractive optical element (DOE) attached to spectacles,
A see-through display system comprising:
A see-through display system in which the peak of the Fourier transform spectrum of the DOE surface shape is close to zero within the viewing angle except for the intended image peak. ＤＯＥの鋸歯のピッチは、ＤＥＯ表面の形状のフーリエスペクトルの望ましくないピークを減らすためにランダム化される請求項１に記載のシースルーディスプレイシステム。 The see-through display system of claim 1, wherein the DOE sawtooth pitch is randomized to reduce unwanted peaks in the Fourier spectrum of the shape of the DEO surface. において、
フーリエスペクトルの望ましくないピークを減らすために、負のフーリエ変換スペクトルが追加される請求項１に記載のシースルーディスプレイシステム。 At
The see-through display system according to claim 1, wherein a negative Fourier transform spectrum is added to reduce unwanted peaks in the Fourier spectrum. ＤＯＥの位相シフト関数は、視野角内の望ましくないピークが最小になるように設計されている請求項１に記載のシースルーディスプレイシステム。 2. The see-through display system of claim 1, wherein the DOE phase shift function is designed to minimize unwanted peaks in the viewing angle. ＬＣＤ、ＬＣＯＳ、マイクロミラー、マイクロシャッター、ＯＬＥＤおよびレーザービームスキャナーの群から選択されたディスプレイデバイスと、
前記ディスプレイデバイスを駆動するための回路と、
レーザー、ＬＥＤおよびＯＬＥＤの群から選択された発光装置を有する光源と、
光ビームを集束させるためのＤＯＥと、
を備えるディスプレイシステムであって、
前記ＤＯＥの表面形状のフーリエ変換のスペクトルのピークは、意図された画像のピークを除いて視野角内でゼロに近いディスプレイシステム。 A display device selected from the group of LCD, LCOS, micro mirror, micro shutter, OLED and laser beam scanner;
A circuit for driving the display device;
A light source having a light emitting device selected from the group of a laser, an LED and an OLED;
DOE for focusing the light beam;
A display system comprising:
A display system wherein the peak of the Fourier transform spectrum of the DOE surface shape is close to zero within the viewing angle except for the intended image peak. ＤＯＥの鋸歯のピッチは、ＤＥＯ表面の形状のフーリエスペクトルの望ましくないピークを減らすためにランダム化されている請求項５に記載のディスプレイシステム。 The display system of claim 5, wherein the DOE sawtooth pitch is randomized to reduce unwanted peaks in the Fourier spectrum of the shape of the DEO surface. フーリエスペクトルの望ましくないピークを減らすために、負のフーリエ変換スペクトルが追加される請求項５に記載のディスプレイシステム。 The display system of claim 5, wherein a negative Fourier transform spectrum is added to reduce unwanted peaks in the Fourier spectrum. ＤＯＥの位相シフト関数は、視野角内の望ましくないピークが最小になるように設計されている請求項５に記載のディスプレイシステム。 The display system of claim 5, wherein the DOE phase shift function is designed to minimize unwanted peaks in the viewing angle.
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